露天矿实习报告

一、实习的目地与任务

(一)、实习的目地

本次实习是根据教学计划的安排，在学生学习了矿山测量、矿山机械、爆破工程、地质等有关专业基础课和露天矿认识实习后，进行的一次露天矿生产实习与现场教学。其目的在于加强实践环节，使学生对露天矿开采建立感性认识和获得露天矿生产工艺的基本概念和基本理论知识。为专业课程的进一步学习打下必要的基础。具体任务如下：

(二)、实习的任务

1、掌握露天矿开采的生产工艺流程，建立露天开采的基本概念。

2、了解矿床开拓系统与开拓方法。

3、熟悉露天矿的掘沟方法及其发展程序。

4、了解矿山的采掘机械和矿山机电设备概况。

5、使学生总结已学过的基础理论与专业基础知识，并培养分析问题、解决问题的能力。

二、实习的地点

1、司家营铁矿

2、首钢水厂铁矿

三、实习内容

（一）、司家营铁矿

1、地理位置

司家营铁矿矿区位于河北省滦县城南10km，是冀东矿脉的一部分，矿区中心地理坐标：东经118°45′~118°46′；北纬39°38′~39°42′，属鞍山式沉积变质铁矿床。矿区范围占地36平方公里，

南北长10公里，以S6勘探线（平青大）为界被分为南北两区，南区长6KM，北区长4KM。根据目前已经提交的地质勘探报告，矿区资源保有储量23亿吨（北区8.9亿吨、南区14亿吨），其中上部氧化矿3.2亿吨，深部磁铁矿20亿吨。根据最近对南区大贾庄矿段的地质补勘工作，南区储量又有增加。北区矿床深部还有远景储量，部分勘探线控制深度至-600m时仍未有变薄趋势。预计矿区资源量在26亿吨以上。

司家营铁矿以南还有滦南县马城铁矿、长凝铁矿和湛店子铁矿等。

整个司家营铁矿和司南铁矿区铁矿石资源总储量超过36亿吨，占河北省已经探明铁矿资源总储量的一半以上。

2、矿区地质地层构造概况

矿区内地层以前震旦系、震旦系和第四系为主。由于第四系地层大面积覆盖，基岩露头除在矿区东部和尚山—扒豆山一带有较连续的分布外，其它均为零星分布。矿区内断裂构造较发育，主要有北北东及北北西向和近东西向三组。北北东向和北北西向多为压扭性逆断层；而尽东西向的多为张扭性横断层。

3、矿床地质特征

司家营铁矿全长10公里，北区自S6～N34线长4公里。区内矿体多呈层状或似层状，部分呈透镜状或扁豆状。层位稳定，由于构造和古地形的影响，厚度变化较大，形态变化较复杂，沿走向和倾向均有突然尖灭，分枝复合和膨缩现象。

根据矿体的位置，由东向西划分为四个矿体，相互之间都呈平行

（露天采场矿体分布示）

带状排列。各矿体走向近南北，倾向西，倾角40～50°。延长、延深、厚度及形态变化不等。

4、矿石组成、结构和构造

司家营铁矿属“鞍山式”沉积变质铁矿床。矿石类型主要为赤铁石英岩和磁铁石英岩两大类。矿床按工业类型把矿石划分为氧化矿和原生矿两种，Tfe/FeO≥3.5为氧化矿，TFe/FeO＜3.5为原生矿。矿石全部为贫铁矿，赤铁矿石比磁铁矿石品位略高。矿石的矿物成分比较简单，赤铁矿石以假象和半假象赤铁矿为主，其次是磁铁矿，再次是褐铁矿，只有少量的黄铁矿；磁铁矿石以磁铁矿为主，有少量的半假象赤铁矿，偶尔见到黄铁矿和褐铁矿。两种矿石的脉石矿物均以石英为主，其次为阳起石、透闪石及少量的角闪石和辉石。区内铁矿石以细粒变晶结构为主，其次为纤维粒状变晶结构。矿石构造主要为铁矿物和石英组成黑白相间的条带状。主要矿物磁铁矿多数晶形完好,特别是石英中的磁铁矿包裹体都具有自形结构。铁矿物呈定向分布,构成铁质条带,很大一部分磁铁矿的周边或解理及解离裂隙氧化成赤铁矿,部分磁铁矿已完全氧化成赤铁矿或留有磁铁矿残骸。主要矿物假象赤铁矿主要沿磁铁矿周边或解理及解离裂隙分布,构成网格状结构,个别仍保留磁铁矿晶形。主要矿物石英呈他形,为粒状结构,部分石英颗粒中有晶形完好的磁铁矿及磷灰石包裹体,石英在矿石中构成脉石条带。矿石的构造以条带状为主,伴有揉皱状构造。矿石的结构以粒状变晶结构及交代结构为主。在铁矿物条带中磁铁矿呈半自形- 自形变晶结构,颗粒大小不均匀;而在石英中的磁铁矿包裹体则呈细小的自形晶结构。磁铁矿周边及解理裂隙中发生氧化交代作用,形成边缘交代结构、网状结构、残留体结构。

5、采矿方法

露天采场采用当前国内大型露天矿常规采剥工艺和设备，划分水平台阶，由上向下逐层开采。采用牙轮钻机穿中深孔，炸药爆破崩落矿岩，单斗电铲铲装，采场内采用自卸汽车运输。

（1）穿孔爆破

根据开采规模、矿岩性质，确定中深孔作业采用Y255型φ310mm 牙轮钻机穿凿爆破孔。钻孔孔网参数为孔距7.5m~8m，排距5.5m~6m，较松软的围岩，爆破孔间距可适当放宽。矿山采用孔间微差爆破方法进行深孔爆破，中深孔爆破采用非电导爆管系统起爆，起爆装置引爆；干孔爆破用过孔粒状铵油炸药，水孔用乳化油炸药；炸药单耗：矿石0.35Kg/t，岩石0.33Kg/t。

（2）铲装运输

根据开采规模，装载采用WK-10B型10m3 电铲和WK-20型16m3 电铲。运输采用TR100型载重130吨与10m3 电铲配合作业，TR180/吨自卸汽车与16m3 电铲配合作业。

（3）排水系统

采场排水采用分段接力排水方式，在特定水平，设固定泵站、储水池和截水沟，形成分段截流—坑底移动泵站—过帮固定泵站接力排水系统，移动泵站设在开采最低水平，随露天底降而下移。移动泵站采用潜水泵。露天汇水排至选矿厂，供生产用。

6、开拓运输

(1)初期开拓运输方案

目前一期工程选矿厂建设进入试运行阶段，Ⅱ采场矿岩地表破碎－胶带运输系统基本完成。破碎后的岩石由胶带机跨过平青大公路，运往一期转载场；矿石由胶带机运往一期选矿厂。矿岩均采用汽车－地表破碎站－胶带机开拓运输方式。

二期工程在Ⅰ采场地表设一座矿石破碎站，两座岩石破碎站。破碎后的岩石由胶带机跨过平青大公路，运往一期转载场附近；矿石由胶带机运往二期选厂中细碎车间。矿岩均采用汽车－地表破碎站－胶带机开拓运输方式。

(2)深部开拓运输方案

随着开采深度的不断下降，汽车运距将会逐渐延长，其设备投资和经营费相应增加。针对国内露天开采矿山汽车运输的调查，汽车运输的合理运距一般在3 km左右，并经测算矿石在-67 m水平，岩石至-97 m水平时，采场深部需考虑其他开拓运输方案。根据分析，设计推荐半移动破碎-胶带机方案，ⅠⅡ采场深部矿岩均采用半移动破碎-胶带机方案。

(3)公路开拓系统

采场内固定道路主要采用折返式布置，在采场下盘，北、南两端各设一个总出入沟。

司家营铁一期工程选厂位于Ⅰ、Ⅱ采场西南部，主要由二期Ⅱ采场供矿，矿岩粗破碎位于Ⅱ采场南端、Ⅱ采场总出入沟口附近；二期工程选厂位于北部，由Ⅰ采场供矿，矿石粗破碎位于Ⅰ采场北端、Ⅰ采场总出入沟口附近，岩石粗破碎设两个，分别位于Ⅰ采场北端和采

场上盘、N18勘探线附近。

－67 m水平以上矿石全部用汽车直接运往各自的矿石破碎站，－97 m 水平以上岩石全部用汽车直接运往就近的岩石破碎站。矿石生产前7年、岩石生产前10年为全汽车运输。采场内运输道路除下盘有固定线外主要为移动线，基本以螺旋线和折返线方式展线。

(4)深部破碎-胶带系统开拓

采场矿岩采用半移动破碎—胶带机开拓系统。

矿石半移动破碎—胶带机开拓系统选用1台半移动破碎机，完成600万t/a矿石破碎任务。

岩石半移动破碎—胶带机开拓系统，处理岩石量2000万t/a。

矿石胶带系统由斜井胶带机接边帮胶带机组成，胶带机斜井布置在采场南端帮，斜井上口和已经建成的地表矿石固定破碎下部矿仓相通，标高30 m，下口出露采场边帮，标高-42 m，斜井胶带机长度377 m，胶带机倾角10.8°。-42m标高以下，胶带机采用边帮胶带形式布置在采场下盘，经2次转运至-292 m标高，转运站标高分别为：-127 m 、-247 m，边帮胶带机总长度1080 m，胶带机倾角14°。-292 m 为矿石半移动破碎的最终站，汽车卸载标高-277 m，采场内设宽平台布置半移动破碎和卸车场地。

7、选矿方法

按阶段磨矿、粗细分级、重选—磁选—阴离子反浮选和阶段磨矿、磁选、粗细分级、重选—阴离子反浮选进行了选矿工艺流程的试验研究,分别取得了精矿品位66.57 %、回收率80.24 %和精矿品

位66.40 %、回收率79.75 %的较好指标。根据对工艺指标、运行成本和流程合理性的分析对比。

（选矿流程）

推荐阶段磨矿、粗细分级、重选—磁选—阴离子反浮选为司家营氧化铁矿石选矿合理工艺流程。

(1）化学选

利用矿物化学性质的不同，采用化学方法或化学与物理相结合的方法分离和回收有用成分，得到化学精矿。这种方法比通常的物理选矿法适应性强，分离效果好，但成本较高，常用于处理用物理选矿方法难于处理或无法处理的矿物原料、中间产品或尾矿。随着成分复杂的、难选的和细粒的矿物原料日益增多，物理和化学选矿联合流程的应用越来越受到重视。化学选成功应用的实例有氰化法提金、酸浸-

沉淀-浮选、离析-浮选处理氧化铜矿等。、

(2）拣选

包括手选和机械拣选。主要用于预选丢除废石。手选是根据矿物的外部特征，用人工挑选。这种古老的选矿方法,某些矿山迄今仍在应用。机械拣选有:①光拣选,利用矿物光学特性的差异选别;②X射线拣选,利用在 X射线照射下发出荧光的特性选别；③放射线拣选，利用铀、钍等矿物的天然放射性选别。70年代开始出现了利用矿物导电性或磁性的电性拣选和磁性拣选。

(3）电选

利用矿物颗粒电性的差别，在高压电场中进行选别。主要用于分选导体、半导体和非导体矿物。电选机按电场可分为静电选矿机、电晕选矿机和复合电场电选机；按矿粒带电方法可分为接触带电电选机、电晕带电电选机和摩擦带电电选机。电选机处理粒度范围较窄,处理能力低，原料需经干燥,因此应用受到限制；但成本不高，分选效果好，污染少；主要用于粗精矿的精选，如选别白钨矿、锡石、锆英石、金红石、钛铁矿、、独居石等。电选也用于矿物原料的分级和除尘。电选的发展趋向是研制处理量大、选别细粒物料效率高的设备。磁选利用矿物颗粒磁性的不同，在不均匀磁场中进行选别。强磁性矿物（磁铁矿和磁黄铁矿等）用弱磁场磁选机选别；弱磁性矿物（赤铁矿、菱铁矿、钛铁矿、黑钨矿等）用强磁场磁选机选别。弱磁场磁选机主要为开路磁系，多由永久磁铁构成，强磁场磁选机为闭路磁系，

多用电磁磁系。弱磁性铁矿物也可通过磁化焙烧变成强磁性矿物，再用弱磁场磁选机选别。磁选机的构造有筒式、带式、转环式、盘式、感应辊式等。磁滑轮用于预选块状强磁性矿石。磁选的主要发展趋向是解决细粒弱磁性矿物的回收问题。60年代发明的带齿板聚磁介质的琼斯湿式强磁场磁选机，促进了弱磁性矿物的选收。70年代发明以钢毛或钢网为聚磁介质的具有高磁场梯度和强度的高梯度磁选机以及用低温超导体代替常温导体的超导磁选机，为回收细粒弱磁性矿物提供了良好的前景。

(4）浮选

利用各种矿物原料颗粒表面对水的润湿性(疏水性或亲水性）的差异进行选别。通常指泡沫浮选。天然疏水性矿物较少,常向矿浆中添加捕收剂,以增强欲浮出矿物的疏水性；加入各种调整剂，以提高选择性；加入起泡剂并充气，产生气泡，使疏水性矿物颗粒附于气泡，上浮分离。浮选通常能处理小于0.2～0.3mm的物料，原则上能选别各种矿物原料，是一种用途最广泛的方法。浮选也可用于选别冶炼中间产品、溶液中的离子（见）和处理废水等。近年来，浮选除采用大型浮选机外,还出现回收微细物料(小于5～10m)的一些新方法。例如选择性絮凝-浮选,用絮凝剂有选择地使某种微细粒物料形成尺寸较大的絮团，然后用浮选（或脱泥）方法分离；剪切絮凝-浮选,加捕收剂等后高强度搅拌，使微细粒矿物形成絮团再浮选，及载体浮选、油团聚浮选等。

(5）重选

在介质(主要是水)流中利用矿物原料颗粒比重的不同进行选别。有、跳汰选、摇床选、溜槽选等。重选是选别黑钨矿、锡石、砂金、粗粒铁和锰矿石的主要选矿方法；也普遍应用于选别稀有金属砂矿。重选适用的粒度范围宽，从几百毫米到一毫米以下，选矿成本低，对环境污染少。凡是矿物粒度在上述范围内并且组分间比重差别较大,用重选最合适。有时,可用重选(主要是重介质选，跳汰选等)预选除去部分废石，再用其他方法处理，以降低选矿费用。随着贫矿、细矿物原料的增多，重选设备趋向大型化、多层化，并利用复合运动设备,如离心选矿机、摇动翻床、振摆溜槽等,以提高细粒物料的重选效率。目前重选已能较有效地选别20μm的物料。重选又是最主要的选煤方法。此外，还有矿物原料在斜面运动或碰撞时利用其摩擦系数、碰撞恢复系数的差异进行选别的选后产品处理作业包括精矿、中间产品、尾矿的脱水，尾矿堆置和废水处理。选矿主要在水中进行，选后产品需要。方法有重力泄水、浓缩、过滤和干燥。块状和粗粒物料可用脱水筛、螺旋分级机和脱水仓等进行重力泄水。细粒物料用浓缩机或水力旋流器和磁力脱水槽等浓缩，再经真空过滤机过滤。70年代研制出连续自动压滤机，可以进一步降低水分。也可加入絮凝剂和助滤剂，以加速细粒物料的浓缩和过滤效率。必要时滤饼还要经过干燥机干燥。近年出现的流态化干燥法和喷雾干燥法可以提高干燥效率。尾矿通常送尾矿库堆存，有时先经浓缩后再进行堆存。尾矿水可回收再用。不合排放标准的废水须经净化处理。选后产品处理：

目前只建立了若干过程的半经验、半理论的机理模型，尚未能实现全部最佳化控制。选矿过程的自动控制使用在线检测仪表 (如γ射线浓度计、超声波粒度测定仪)、自动调节设备和计算机，对选矿过程中的单个参数、单一机组进行检测和自动调节，以至对车间或全厂进行集中控制，以提高选矿指标和劳动生产率、改善劳动条件和实行科学管理。70年代以来，使用计算机控制的选矿厂不断增加，稳定化控制日渐成熟，并在此基础上向最佳化控制发展。对磨矿、浮选过程的数学模拟，为实现计算机最佳化控制创造了条件。

（选矿厂的机器设备）

8、装备情况

司家营铁矿一期工程主体采矿设备采用Ф310牙轮钻机、10m3电铲和130T以上电动轮汽车，运输方式上浅部采用了公路运输——地表破碎站——胶带运输方式，深部采用汽车运输——移动式破碎站和胶带运输方式，以达到大规模、高效率和低成本的目的。一期地下采场选用了铲运机等无轨采矿设备，保证了连续出矿能力。在露天矿使用了GPS卡调系统，使车铲调度智能化，提高了工作效率。

司家营铁矿二期工程和三期（南区）工程主体采矿设备进一步大型化。露天采场选用了Ф310牙轮钻机、16.8m3电铲和180T电动轮汽

车,并且后续设备选型将进一步大型化。地下采场选用了6m3和10m3

电动铲运机，SIMBA262潜孔钻机和solo5-7P液压凿岩台车等大型进口设备。

（二）、首钢水厂铁矿

1、地理位置

水厂铁矿地处燕山脚下、滦河之滨，位于素有“铁迁安”之称的河北省唐山地区迁安市境内，是首钢集团重要的原料基地。建矿于1969年,到2004年末，采场境界内矿石量结存约2.5亿吨，岩石量约6.5亿吨，矿岩总量9亿吨。现开采能力为采剥总量5600万吨、铁矿石1000万吨。

矿山西至北京200km，西南至唐山市80km，东南至迁安市20km。地理坐标为：东经118?32'—118?36'，北纬40?06'—40?09'。矿区交通方便，公路可经迁西、遵化、蓟县、三河直达北京、天津，并和京沈干线相连。铁路专用线自水厂精矿站起贯穿迁安矿区与京山线在卑家店车站接轨（卑水线），与通坨线在沙河驿车站接轨。

2概况

首钢水厂铁矿自主承担的技术信息管理平台中新老主厂磨选工序技术平台搭建工作已全部完成,并具备了使用条件。首钢水厂铁矿选矿系统技术信息管理系统是2008年的重点工程,是落实市场化、自动化、信息化和加强管理工作的主线,也是依靠信息化手段搭建技术管理平台、提升精细化管理水平的一项重要举措。该矿在首矿相关处室的协助下,组织有关人员深入研究,将SAP,MES系统数据、在线技术参数、岗位操作调整、试验考察、质量检验等数据在系统内集成,利

用工序信息、数据和控制系统,链接延伸上下工序信息,并通过三级平台网页实时显现在人机交互画面上,使各级管理人员和岗位操作人员能全面地了解掌握现场各项工艺技术指标。实现了“一键查询”功能,为快捷、全面掌握经营生产中的各项指标,为系统分析和根据指标变化及时调整操作创造了有利条件。首钢水厂铁矿实施尾砂再选工程，目前已形成年生产30万吨精矿粉的能力，探索出了一条发展循环经济、推动企业可持续发展之路。水厂铁矿从2003年开始着手进行相关研究。经过大量工业实验后，2005年7月份完成了老尾矿库尾砂再选试验与应用研究报告，设计出了尾砂再选工艺流程，经矿业公司批复立项后，于2005年8月15日开始施工，当年12月底尾砂再选工程竣工投产。2006年8月份进行了扩建改造，增加了一个系列，同时加大了上料设备的投入，形成集采矿、选矿生产于一身，拥有上料前装机、挖掘机、电铲、自卸车、推土机等大型矿山工矿设备，以及主供上料皮带、球磨机、磁选机等选别设施的大型尾砂再选生产格局。尾砂再选工程投产以来，该矿实施了各类改造360余项，解决了影响上料能力、流程通过能力等一系列问题，逐步理顺了生产流程，为再选打产增效创造了条件。到目前，累计处理尾砂900余万吨，生产精矿粉34.8万吨，品位达到了65.79%。

3 水厂铁矿设备合理选型及配套优化结果

根据研究，确定了水厂铁矿的一套矿石、两套岩石运输系统的设备合理选型和优化配套结果如下：

（1）汽车

矿山现有装载设备为103m电铲，以每车4~6斗计算，则汽车载重量以77t~135t为宜。按西排，东排和矿山破碎机的处理能力，经计算可得：西部胶带系统用85t,77t汽车；东部胶带系统需采用118t汽车，为利用现有设备，可适当配备77t汽车，配备数量不超过118t 汽车总数的1∕4；矿石破碎系统采用77t汽车。

根据水厂铁矿的运量、运距，今后增

加汽车应选用百吨级以上的汽车，所以计

算汽车的数量为3314B型118t汽车15台、

3311E型85t汽车8台，325M型77t汽车36

台。

（2）破碎机

根据矿山设计的年剥岩量和排土长的容量，确定东部排岩玉树能力为2100万t/a,西部排岩运输能力为1800万t/a,矿石胶带运输能力为1100万t/a,岩石最大块度为1300mm,岩石碍度系数f=8~12,岩石松散系

数比重1.8t/3m,系统不均衡系数1.05.岩石系统破碎处理能力我为4700t/h，矿石系统破碎处理能力为2700t/h。线国产的“60*89”型旋回破碎机，由于故障多，作业率低，破碎能力低于4500t/h，不能满足东排设计的生产能力的需要，固东排需要选用一台国外生产的“60*89”型的旋回破碎机；两排使用国产“60*89”型旋回破碎机，矿石系统选用1t台54*74”型旋回破碎机。

（3）胶带运输机

矿石运输胶带采用B=1400mm的钢芯胶带，带速3.15m/s；东部排土系统采用B=1600mm的钢芯胶带，带速3.4m/s；西部排土系统采用B=1600mm的钢芯胶带，带速2.5m/s。

（4）排土机

采用奥钢联生产的Vasp1400/50+50排土机，排土能力Q=30003m/h(松方5400t/h)

4生产工艺

（1）穿孔爆破

采用Φ250mm与Φ310mm牙轮钻机穿孔, 使用铵油炸药和乳化炸药进行爆破。爆破时采用高精度雷管可实现逐孔起爆, 先爆的炮孔为相邻的炮孔提供多的自由面。进行爆破破岩时，将岩石动载荷特性和

灰色系统理论适用于爆破性分级上，爆破效率提高到20%以上，根底

大块率降低12.3%。同时，很好的保护了边坡的稳定性，取得了可观的年经济效益。整个采场使用5台Φ310mm牙轮钻机，使用GPS网孔布置系统布孔，精度非常高，钻孔孔距6.3m，孔深15m，采场设计边坡角55O，实际为70O，台阶高度一般为12m—15m。

（2）矿岩破碎、排岩工艺

岩石破碎胶带排岩系统全面达到设计水平，西部岩石破碎胶带排岩系统排岩机于2004年11月份投入系统作业。东排选用一台国外生产的60×89 型的旋回破碎机，西排使用国产60×89 型旋回破碎机，矿石系统选用1台54×74 型旋回破碎机。半固定式破碎站如图4-8所示。

西部排岩采用固定破碎站，东部排岩系统采用可移式破碎站，矿石系统暂时采用半固定破碎站。东部排土系统采用B=1600mm 的钢芯胶带，带速3.4m／s；西部排土系统采用B=1600mm 的钢芯胶带，带速2.5m／s。采用大连重工生产的Vasp 1400／50+50排土机，排土能力Q=3000m3／h(松方5400t／h)，如图4-9所示。排土厂设计排岩高度为310m，每个台阶高度为30m，所用排土机最大臂长为5m。水厂铁矿排岩系统实现了自动化控制。

四、实习总结

露天实习就此结束了，此次实习让我感触实多，亲眼见识到露天矿床开采的一系列流程，是我更直观地感受到采矿行业的面目，致使我在学习中获得更多有用的东西。

此次实习我看到很多东西，首先是矿场的规模和各种场景，感受